TWI482491B

TWI482491B - 自動偵測影像閃爍的電路及其方法

Info

Publication number: TWI482491B
Application number: TW100116024A
Authority: TW
Inventors: Hong Yeh Hsieh
Original assignee: Etron Technology Inc
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2015-04-21
Also published as: TW201216696A

Description

自動偵測影像閃爍的電路及其方法

本發明係有關於一種偵測電路及其方法，尤指一種自動偵測影像閃爍的電路及其方法。

在先前技術中，影像感測器的製造商在影像感測器出廠前，係先將影像感測器的曝光設定，設定在一預設值。但因為室內照明的閃爍頻率係隨不同的交流電的頻率而改變，所以預設值有可能和室內照明的閃爍頻率不同。如果室內照明的閃爍頻率和預設值不同，則使用者預覽影像感測器所擷取的連續影像時，使用者將會發現有較亮的閃爍帶或較暗的閃爍帶出現在連續影像中，導致影像感測器所擷取的影像的品質降低。

本發明的一實施例提供一種自動偵測影像閃爍的電路。該電路包含一影像感測器、一平均單元、一差值產生單元、一轉換單元及一閃爍偵測單元。該影像感測器係用以根據一曝光設定，擷取一影像畫面；該平均單元係耦接於該影像感測器，用以根據該影像畫面中的每一像素列中的特定像素的亮度總和，產生對應於該像素列的亮度平均值；該差值產生單元係耦接於該平均單元，用以根據該影像感測器擷取的二連續影像畫面的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值；該轉換單元係用以對對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值，執行一離散傅立葉轉換，以產生一轉換結果；該閃爍偵測單元係耦接於該轉換單元，用以根據該轉換結果，判斷在該二連續影像畫面中是否出現一閃爍，以產生一偵測結果。

本發明的另一實施例提供一種自動偵測影像閃爍的方法。該方法包含根據一曝光設定，擷取一影像畫面；根據該影像畫面中的每一像素列中的特定像素的亮度總和，產生對應於該像素列的亮度平均值；根據所擷取的二連續影像畫面的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值；對對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值，執行一離散傅立葉轉換，以產生一轉換結果；根據該轉換結果，判斷在該二連續影像畫面中是否出現一閃爍，以產生一偵測結果。

本發明提供一種自動偵測影像閃爍的電路及其方法。該電路及其方法係利用一平均單元和一差值產生單元，根據一影像感測器擷取的二連續影像畫面，產生對應於該二連續影像畫面中每一像素列的差值。然後，一轉換單元對對應於該二連續影像畫面中每一像素列的差值，執行一離散傅立葉轉換，以產生一轉換結果。一閃爍偵測單元根據該轉換結果，判斷在該二連續影像畫面中是否出現一閃爍。一自動曝光單元係根據該閃爍偵測單元產生的一偵測結果，調整一曝光設定。因此，本發明可在一自動偵測影像閃爍的電路開機、定時或室內照明的閃爍頻率變化劇烈時，進行一自動偵測影像閃爍，並據以調整該自動曝光單元的曝光設定。另外，該轉換單元和該閃爍偵測單元可由一軟體實現，以降低該自動偵測影像閃爍的電路的設計複雜度。

請參照第1A圖和第1B圖，第1A圖係為本發明的一實施例說明一種自動偵測影像閃爍的電路100的示意圖，第1B圖係為說明影像畫面具有貝爾圖案的示意圖。電路100包含一影像感測器101、一平均單元102、一差值產生單元104、一記憶體106、一轉換單元108、一閃爍偵測單元110及一自動曝光(auto exposure)單元112。影像感測器101係用以根據一曝光設定(例如50Hz)，擷取影像畫面IF，其中影像畫面IF的寬係為W個像素，影像畫面的高係為H個像素，以及室內照明的閃爍頻率係為60Hz。但本發明並不受限於曝光設定為50Hz以及室內照明的閃爍頻率係為60Hz。平均單元102係耦接於影像感測器101，用以根據影像畫面IF中的每一像素列中的特定像素的亮度總和，產生對應於每一像素列的亮度平均值。另外，因為人的眼睛係對紅色、綠色、藍色像素中的綠色像素較敏感，所以每一像素列中的特定像素係為每一像素列中的綠色像素。但本發明並不受限於每一像素列中的特定像素係為每一像素列中的綠色像素。如第1B圖所示，影像畫面IF係為具有貝爾圖案(bayer pattern)的影像畫面。因此，平均單元102係根據影像畫面中的每一像素列的綠色像素，產生H個亮度平均值LA1-LAH。另外，為了降低平均單元102的運算負擔，每一像素列中的綠色像素的採樣數係可為64、128、256或512。

請參照第1A圖、第2圖和第3圖，第2圖係為說明對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值的示意圖，第3圖係為說明轉換結果TR的示意圖。差值產生單元104係用以根據二連續影像畫面中的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於二連續影像畫面中對應的二像素列的差值。例如，差值產生單元104根據二連續影像畫面中的第一影像畫面的一第一像素列的亮度平均值與第二影像畫面中一第一像素列的亮度平均值，產生對應於二連續影像畫面中第一像素列的差值。因此，差值產生單元104將會產生對應於二連續影像畫面的每一像素列的差值D1-DH。記憶體106係用以儲存對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH。如第2圖所示，對應於二連續影像畫面的差值係呈現一週期性變化，其中第2圖的縱軸係為差值的大小，以及橫軸係為影像畫面的高H，H係為1024。但本發明並不受限於H係為1024。轉換單元108係用以從記憶體106讀取對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH，並對對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH，執行一1024點的離散傅立葉轉換(discrete Fourier transform,DFT)，以產生一轉換結果TR(如第3圖所示)。如第3圖所示，當室內照明的閃爍頻率和影像感測器的曝光設定不同時，轉換結果TR將會出現尖端，其中第3圖的縱軸係為離散傅立葉轉換的係數的平方，以及橫軸係為頻率。當室內照明的閃爍頻率和影像感測器的曝光設定相同時，轉換結果TR將不會出現尖端。因此，藉由離散傅立葉轉換轉換對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值至頻域，閃爍偵測單元110即可根據轉換結果TR，判斷在二連續影像畫面中是否出現一閃爍。如第3圖所示，由於室內照明的閃爍頻率係為120Hz(60Hz*2)，所以第8個、第9個離散傅立葉轉換係數(1024/120=8.53)將會最大。但本發明並不受限於1024點的離散傅立葉轉換。另外，因為對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值的絕對值通常並不是很大，因此影像感測器101所接收的雜訊有可能干擾轉換結果TR。基於上述原因，閃爍偵測單元110在分析轉換結果TR時，係選擇尖端群組而不是單一尖端，以判斷在二連續影像畫面中是否出現一閃爍。另外，由於離散傅立葉轉換的對稱特性，所以在第3圖中會出現二個尖端。請參照第4圖，第4圖係為說明放大轉換結果TR中的尖端群組的示意圖，其中縱軸係為離散傅立葉轉換的係數的平方，橫軸係為頻率。如第4圖所示，尖端群組係為第6個-第10個離散傅立葉轉換係數。閃爍偵測單元110即可根據轉換結果TR，判斷在二連續影像畫面中出現閃爍，並產生一偵測結果DR。自動曝光單元112係耦接於閃爍偵測單元110，用以根據偵測結果DR，調整曝光設定。亦即自動曝光單元112將曝光設定由50Hz調整為室內照明的閃爍頻率60Hz。

如第2圖所示，由於對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH係呈現週期T的變化，所以使用者即可根據對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH粗估轉換結果TR中尖端群組出現的位置。例如，對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH的週期T係為128，所以第8個離散傅立葉轉換係數(1024/128=8)將會最大，如此可估計轉換結果TR中尖端群組大概是出現在第6個-第10個離散傅立葉轉換係數。為了加快轉換單元108的運算速度，轉換單元108可利用哥茲柔演算法(Goertzel algorithm)，對對應於二連續影像畫面中所有像素列的差值執行1024點的離散傅立葉轉換，但只須求得第6個-第10個離散傅立葉轉換係數即可，不必計算出所有的離散傅立葉轉換係數。如此，可加快轉換單元108的運算速度。

另外，在本發明的另一實施例中，轉換單元108和閃爍偵測單元110可由軟體實現，以降低電路100的設計複雜度。

請參照第5圖，第5圖係為本發明的另一實施例說明一種自動偵測影像閃爍的方法的流程圖。第5圖之方法係利用第1A圖的電路100說明，詳細步驟如下：步驟500：開始；步驟502：影像感測器101根據曝光設定，擷取影像畫面IF；步驟504：平均單元102根據影像畫面IF中的每一像素列中的特定像素的亮度總和，產生對應於每一像素列的亮度平均值LA1-LAH；步驟506：差值產生單元104根據影像感測器101所擷取的二連續影像畫面的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於二連續影像畫面中對應的二像素列的差值；步驟508：記憶體106儲存對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH；步驟510：轉換單元108從記憶體106讀取對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH；步驟512：轉換單元108對對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH，執行離散傅立葉轉換，以產生轉換結果TR；步驟514：閃爍偵測單元110根據轉換結果TR，判斷在二連續影像畫面中是否出現閃爍？如果是，進行步驟516；如果否，跳至步驟520；步驟516：閃爍偵測單元110產生偵測結果DR；步驟518：自動曝光單元112根據偵測結果DR，調整曝光設定；步驟520：結束。

在步驟502中，影像畫面IF的寬係為W個像素，影像畫面的高係為H個像素，且影像畫面IF係為具有貝爾圖案的影像畫面。在步驟504中，平均單元102係根據影像畫面IF中的每一像素列中的綠色像素的亮度總和，產生對應於每一像素列的亮度平均值LA1-LAH。但本發明並不受限於每一像素列中的特定像素係為每一像素列中的綠色像素。另外，為了降低平均單元102的運算負擔，每一像素列中的綠色像素的採樣數係可為64、128、256或512。在步驟512中，由於對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH係呈現週期性變化，所以使用者即可根據對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值D1-DH粗估轉換結果TR中尖端群組出現的位置。因此，轉換單元108可利用哥茲柔演算法(Goertzel algorithm)，對對應於二連續影像畫面中所有像素列的差值執行1024點的離散傅立葉轉換，但只須求得尖端群組可能出現位置的離散傅立葉轉換係數即可，不必計算出所有的離散傅立葉轉換係數。如此，可加快轉換單元108的運算速度。在步驟514中，當室內照明的閃爍頻率和影像感測器101的曝光設定不同時，轉換結果TR將會出現尖端；當室內照明的閃爍頻率和影像感測器101的曝光設定相同時，轉換結果TR將不會出現尖端。因此，閃爍偵測單元110即可根據轉換結果TR，判斷在二連續影像畫面中是否出現閃爍。如第3圖所示，因為室內照明的閃爍頻率和影像感測器101的曝光設定不同，所以第8個、第9個離散傅立葉轉換係數(1024/120=8.53)將會出現最大能量。在步驟516中，閃爍偵測單元110根據轉換結果TR，產生偵測結果DR。在步驟518中，自動曝光單元112即可根據偵測結果DR，調整曝光設定。

綜上所述，本發明所提供的自動偵測影像閃爍的電路及其方法，係利用平均單元和差值產生單元，根據影像感測器擷取的二連續影像畫面，產生對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值。然後，轉換單元對對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值，執行離散傅立葉轉換，以產生轉換結果。閃爍偵測單元根據轉換結果，判斷在二連續影像畫面中是否出現閃爍。自動曝光單元係根據閃爍偵測單元產生的偵測結果，調整曝光設定以避免在二連續影像畫面中出現閃爍。因此，本發明可在自動偵測影像閃爍的電路一開機、定時或室內照明的閃爍頻率變化劇烈時，進行自動偵測影像閃爍，並據以調整自動曝光單元的曝光設定。另外，轉換單元和閃爍偵測單元可由軟體實現，以降低自動偵測影像閃爍的電路的設計複雜度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧電路

101‧‧‧影像感測器

102‧‧‧平均單元

104‧‧‧差值產生單元

106‧‧‧記憶體

108‧‧‧轉換單元

110‧‧‧閃爍偵測單元

112‧‧‧自動曝光單元

DR‧‧‧偵測結果

D1-DH‧‧‧差值

H‧‧‧高

IF‧‧‧影像畫面

LA1-LAH‧‧‧亮度平均值

TR‧‧‧轉換結果

W‧‧‧寬

500-520‧‧‧步驟

第1A圖係為本發明的一實施例說明一種自動偵測影像閃爍的電路的示意圖。

第1B圖係為說明影像畫面具有貝爾圖案的示意圖。

第2圖係為說明對應於二連續影像畫面中每一像素列的差值的示意圖。

第3圖係為說明轉換結果的示意圖。

第4圖係為說明放大轉換結果中的尖端群組的示意圖。

第5圖係為本發明的另一實施例說明一種自動偵測影像閃爍的方法的流程圖。

100．．．電路

101．．．影像感測器

102．．．平均單元

104．．．差值產生單元

106．．．記憶體

108．．．轉換單元

110．．．閃爍偵測單元

112．．．自動曝光單元

DR．．．偵測結果

D1-DH．．．差值

IF．．．影像畫面

LA1-LAH．．．亮度平均值

TR．．．轉換結果

Claims

一種自動偵測影像閃爍的電路，包含：一影像感測器，用以根據一曝光設定，擷取一影像畫面；一平均單元，耦接於該影像感測器，用以根據該影像畫面中的每一像素列中的特定像素的亮度總和，產生對應於該像素列的亮度平均值，其中該像素列中的特定像素係為該像素列中的綠色像素；一差值產生單元，耦接於該平均單元，用以根據該影像感測器擷取的二連續影像畫面的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值；一轉換單元，用以對對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值，執行一離散傅立葉轉換(discrete Fourier transform,DFT)，以產生一轉換結果；及一閃爍偵測單元，耦接於該轉換單元，用以根據該轉換結果，判斷在該二連續影像畫面中是否出現一閃爍，以產生一偵測結果。
如請求項1所述之自動偵測影像閃爍的電路，更包含：一自動曝光(auto exposure)單元，耦接於該閃爍偵測單元，用以根據該偵測結果，調整該曝光設定。
如請求項1所述之自動偵測影像閃爍的電路，更包含：一記憶體，用以儲存對應於該二連續影像畫面中每一對應像素列的差值。
如請求項3所述之自動偵測影像閃爍的電路，其中該轉換單元更用以從該記憶體中讀取對應於該二連續影像畫面中每一對應像素列的差值。
如請求項1所述之自動偵測影像閃爍的電路，其中該閃爍偵測單元在該二連續影像畫面中出現該閃爍時，產生該偵測結果。
如請求項1所述之自動偵測影像閃爍的電路，其中該轉換單元係根據對應於該二連續影像畫面中每一對應像素列的差值，決定對該差值中的特定差值執行該離散傅立葉轉換的係數運算。
如請求項1所述之自動偵測影像閃爍的電路，其中該第一影像畫面與該第二影像畫面係為貝爾圖案(bayer pattern)的影像畫面。
一種自動偵測影像閃爍的方法，包含：根據一曝光設定，擷取一影像畫面；根據該影像畫面中的每一像素列中的特定像素的亮度總和，產生對應於該像素列的亮度平均值，其中該像素列中的特定像素係為該像素列中的綠色像素；根據所擷取的二連續影像畫面的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值；對對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值，執行一離散傅立葉轉換，以產生一轉換結果；及根據該轉換結果，判斷在該二連續影像畫面中是否出現一閃爍，以產生一偵測結果。
如請求項8所述之自動偵測影像閃爍的方法，更包含：在該二連續影像畫面中出現該閃爍時，產生該偵測結果。
如請求項8所述之自動偵測影像閃爍的方法，更包含：根據該偵測結果，調整該曝光設定。
如請求項8所述之自動偵測影像閃爍的方法，更包含：儲存對應於該二連續影像畫面中每一對應像素列的差值。
如請求項8所述之自動偵測影像閃爍的方法，更包含：根據對應於該二連續影像畫面中每一對應像素列的差值，決定對該差值中的特定差值執行該離散傅立葉轉換的係數運算。
如請求項8所述之方法，其中該第一影像畫面與該第二影像畫面係為貝爾圖案的影像畫面。
一種自動偵測影像閃爍的電路，包含：一影像感測器，用以根據一曝光設定，擷取一影像畫面；一平均單元，耦接於該影像感測器，用以根據該影像畫面中的每一像素列中的非所有像素的亮度總和，產生對應於該像素列的亮度平均值；一差值產生單元，耦接於該平均單元，用以根據該影像感測器擷取的二連續影像畫面的一第一影像畫面的一像素列的亮度平均值與一第二影像畫面中一對應像素列的亮度平均值，產生對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值；一轉換單元，用以對對應於該二連續影像畫面中對應像素列的差值，執行一離散傅立紫轉換，以產生一轉換結果；及一閃爍偵測單元，耦接於該轉換單元，用以根據該轉換結果，判斷在該二連續影像畫面中是否出現一閃爍，以產生一偵測結果。